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4.4 对数函数
【学习要求】
1.理解对数函数的概念.
2.初步掌握对数函数的图象和性质.
【思维导图】
【知识梳理】
1.对数函数的定义:一般地,我们把函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
【注】(1)由于指数函数y=ax中的底数a满足a>0,且a≠1,则对数函数y=logax中的底数a也必须满足a>0,且a≠1.
(2)对数函数的解析式同时满足:①对数符号前面的系数是1;②对数的底数是不等于1的正实数(常数);③对数的真数仅有自变量x.
2.对数函数的图象和性质
一般地,对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表所示:
a>1 0<a<1
图象
性质 定义域:(0,+∞)
值域:R
图象过定点(1,0),即当x=1时,y=0
在(0,+∞)上是增函数 在(0,+∞)上是减函数
非奇非偶函数
3.反函数:对数函数y=logax(a>0,且a≠1)和指数函数y=ax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
4.对数型复合函数的单调性
复合函数y=f[g(x)]是由y=f(x)与y=g(x)复合而成,若f(x)与g(x)的单调性相同,则其复合函数f[g(x)]为增函数;若f(x)与g(x)的单调性相反,则其复合函数f[g(x)]为减函数.
对于对数型复合函数y=logaf(x)来说,函数y=logaf(x)可看成是y=logau与u=f(x)两个简单函数复合而成的,由复合函数单调性“同增异减”的规律即可判断.另外,在求复合函数的单调区间时,首先要考虑函数的定义域.
5.对数型复合函数的值域
对于形如y=logaf(x)(a>0,且a≠1)的复合函数,其值域的求解步骤如下:
(1)分解成y=logau,u=f(x)两个函数;
(2)解f(x)>0,求出函数的定义域;
(3)求u的取值范围;
(4)利用y=logau的单调性求解.
【高频考点】
高频考点1. 对数函数、对数型函数的定义域
【方法点拨】根据对数函数的定义,结合具体条件,进行求解即可.
【例1】(1)(2021·奉新县第一中学高一月考)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
(2).(2021·江苏)已知函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·山东高一课前预习)若函数的定义域为,则( )
A.1 B.-1 C.2 D.无法确定
【变式1-1】(2021 重庆期末)函数f(x)=log2(3+2x﹣x2)的定义域为( )
A.[﹣1,3] B.(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞) C.(﹣1,3) D.(﹣1,+∞)∪[3,+∞)
【变式1-2】(2021 上高县校级月考)已知函数f(x),则f(x)的定义域为( )
A.(﹣∞,1)∪(1,+∞) B.(﹣∞,1)∪[2,+∞)
C.(1,] D.(﹣∞,1)∪(,+∞)
【变式1-3】(2021·四川自贡·)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【变式1-4】(2021·陕西宝鸡市·高一期末)若函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
高频考点2. 对数函数、对数型函数的值域
【方法点拨】求对数函数或对数型函数的值域,主要依据对数函数的单调性,来求得函数值域.
【例2】(1)(2021·浙江高一单元测试)已知,则函数的值域是 。
(2)(2021·上海高一课时练习)函数的值域为_________.
(3).(2021·重庆高一期末)已知函数的值域为,则实数的取值范围是 .
(4)(2021·全国高一课时练习)已知函数的值域为,则实数a的取值范围是 .
【变式2-1】(2021 华容县期末)已知函数f(x)=2x的值域为[﹣1,1],则函数f(x)的定义域是( )
A.[,] B.[﹣1,1] C.[,2] D.(﹣∞,]∪[,+∞)
【变式2-2】(2021 雨花区期末)函数y=2+log2x(x≥1)的值域为( )
A.(2,+∞) B.(﹣∞,2) C.[2,+∞) D.[3,+∞)
【变式2-3】(2021·安徽芜湖一中高一月考)已知函数的值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(2021·河北秦皇岛一中高一期末)已知且,若函数的值域为[1,+∞),则的取值范围是( )
A. B. C. D.
高频考点3. 对数(型)函数的单调性问题
【方法点拨】1)掌握对数函数的单调性;2)掌握复合函数的单调性判定规则(同增异减)。
【例2】(1)(2021·湖南省邵东市第三中学高一月考)下列函数在其定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
(2)(2021·山东高一课时练习)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·新疆维吾尔自治区阿克苏地区第二中学高一期末)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
(4)(2021·河北高一专题练习)已知函数在区间上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C.或 D.或
【变式2-1】(2021·广东高一单元测试)下列函数在其定义域内为减函数的是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2021·四川眉山市·仁寿一中高一开学考试)函数的单调递减区间为___________.
【变式2-3】(2021·云南高一期末)若函数在区间内单调递增,则实数的取值范围为__________.
【变式2-4】(2021·全国高一专题练习)已知函数(,且)在上是减函数,则实数a的取值范围是________.
高频考点4. 对数式的大小比较
【方法点拨】比较对数值的大小,主要依据对数函数的单调性,同底时可直接利用相应的对数函数比较大小;不同底时,可借助中间量进行比较.
【例4】(1)(2021·全国)已知,,,则( )
A. B. C. D.
(2)(2021·广西南宁三中)已知奇函数在上是增函数,若,,,则的大小关系为
A. B. C. D.
【变式4-1】(2021秋 鼓楼区校级期中)已知,b=log32,,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.a<c<b C.c<a<b D.b<c<a
【变式4-2】(2021·江苏高一开学考试)已知,,,则,,的大小关系为
A. B. C. D.
【变式4-3】(2021·河北沧州市一中高一开学考试)已知,,,则的大小关系为
A. B. C. D.
【变式4-4】(2021秋 安徽期中)已知0<a<b<1,设m=blna,n=alnb,,则m,n,p的大小关系为( )
A.m<n<p B.n<m<p C.p<m<n D.p<n<m
高频考点5 . 解对数不等式
【方法点拨】对数不等式的三种考查类型:(1)形如m>n的不等式,借助y=x的单调性求解.(2)形如m>b的不等式,应将b化成以a为底数的对数式的形式(b=),再借助y=x的单调性求解.(3)形如 > (f(x),g(x)>0且不等于1,a>0)的不等式,可利用换底公式化为同底的对数进行求解,或利用函数图象求解.
【例5】(1)(2021·全国高一专题练习)不等式log(5+x)(2)(2021·运城市新康国际实验学校高一开学考试)设函数,则使得成立的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(2021秋 辽源期末)不等式log3(2x﹣1)≤1的解集为 .
【变式5-2】(2021 思明区校级期中)已知函数f(x)满足f(x﹣1)=lgx,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(﹣∞,1) B.(1,2) C.(﹣∞,0) D.(﹣1,0)
【变式5-3】(2021春 咸宁期末)已知对数函数f(x)的图象过点(4,﹣2),则不等式f(x﹣1)﹣f(x+1)>3的解集 .
【变式5-4】(2021·安徽省亳州市第一中学高一月考)已知函数是奇函数,则的解集为_______.
高频考点6. 对数函数的图象及应用
【方法点拨】①对数函数图象的识别:对于所给函数解析式,研究函数的单调性、特殊值等,利用排除法,得出正确的函数图象.
②对数函数图象的应用:对于与对数函数、对数型函数有关的函数的作图问题,一般宜用变换作图法作图,这样有利于从整体上把握函数的性质,从而利用对数函数的图象来比较大小、解不等式、求最值等.
【例6】(2021·广东广州·高一期末)已知函数,,的图象如图所示,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(2021 石嘴山模拟)如图,①②③④中不属于函数y=log2x,y=log0.5x,y=﹣log3x的一个是( )
A.① B.② C.③ D.④
【变式6-2】(2021 成都期中)函数y=loga(x+1)(a>0,且a≠1)与函数y=x2﹣2ax+1在同一直角坐标系中的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(2021·全国高一专题练习)设幂函数,指数函数,对数函数在同一坐标系中的图象如下图所示,则它们之间的大小关系错误的是( ).
A. B.
C. D.
【变式6-4】(2021 南山区校级月考)如图,直线x=m(m>1)依次与曲线y=logax、y=logbx及x轴相交于点A、点B及点C,若B是线段AC的中点,则( )
A.1<b≤2a﹣1 B.b>2a﹣1 C.1<b≤2a D.b>2a
高频考点7 . 对数型复合函数性质的应用
【方法点拨】借助对数函数的图象和性质来研究对数型复合函数的性质,再结合具体问题,进行求解即可.
【例7】(2020春 丽江期末)已知函数f(x)=log4(ax2+2x+3).
(1)若f(x)定义域为R,求a的取值范围;(2)若f(1)=1,求f(x)的单调区间;
(3)是否存在实数a,使f(x)的最小值为0?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
【变式7-1】(2021.广东高一月考)已知函数.
(1)当时,求;(2)求解关于的不等式;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【变式7-2】(2021.山东高一期中)已知函数f(x)=lg(ax﹣bx),a>1>b>0(1)求f(x)的定义域;(2)在函数f(x)的图象上是否存在不同的两点,使过这两点的直线平行于x轴;
(3)当a,b满足什么条件时,f(x)在(1,+∞)上恒取正值.
【变式7-3】(2020 玉林期中)函数y=lg(3﹣4x+x2)的定义域为M,函数f(x)=4x﹣2x+1(x∈M).
(1)求函数f(x)的值域;(2)当x∈M时,关于x方程4x﹣2x+1=b(b∈R)有两不等实数根,求b的取值范围.
【变式7-4】(2021秋 慈利县期中)已知函数f(x)=loga(1+ax)(a>0,a≠1).
(1)设g(x)=f(x)﹣log2(1﹣2x),当a=2时,求函数g(x)的定义域,判断并证明函数g(x)的奇偶性;(2)是否存在实数a,使函数f(x)在[﹣4,﹣2]上单调递减,且最小值为1?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
高频考点8 . 对数函数的实际应用
【方法点拨】从实际问题出发,建立对数(型)函数模型,借助对数函数的图象和性质进行解题,注意要满足实际条件.
【例8】(2021秋 仁寿县校级期中)20世纪30年代,里克特(C.F.Richter)制定了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大.这就是我们常说的里氏震级M,其计算公式为:M=lgA﹣lgA0,其中,A是被测地震的最大振幅,A0是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中的距离造成的偏差).(1)假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是20,此时标准地震的振幅是0.001,计算这次地震的震级(精确到0.1);(2)5级地震给人的震感已比较明显,计算8级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的多少倍?
(以下数据供参考:lg2≈0.3010,lg3≈0.4770)
【变式6-1】(2021·重庆高三模拟)我国航天技术的迅猛发展与先进的运载火箭技术密不可分.据了解,在不考虑空气阻力和地球引力的理想状态下,可以用公式计算火箭的最大速度(),其中()是喷流相对速度,()是火箭(除推进剂外)的质量,()是推进剂与火箭质量的总和,称为“总质比”.已知甲型火箭的总质比为400,经过材料更新和技术改进后,甲型火箭的总质比变为原来的,喷流相对速度提高了,最大速度增加了900(),则甲型火箭在材料更新和技术改进前的喷流相对速度为( )(参考数据:,)
A. B. C. D.
【变式6-2】(2021·福建南平市·高三二模)克劳德·香农是美国数学家、信息论的创始人,他创造的香农定理对通信技术有巨大的贡献.技术的数学原理之一便是著名的香农公式:.它表示:在受噪声干挠的信道中,最大信息传递速率取决于信道带宽、信道内信号的平均功率、信道内部的高斯噪声功率的大小,其中叫做信噪比.按照香农公式,若不改变带宽,而将信噪比从1000提升至4000,则大约增加( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(2021 杭州期中)大西洋鲑鱼每年都要逆流而上,游回产地产卵.经研究发现鲑鱼的游速可以表示为函数,单位是m/s,其中O表示鱼的耗氧量的单位数.
(1)当一条鱼的耗氧量是900个单位时,它的游速是多少?
(2)某条鱼想把游速提高1m/s,那么它的耗氧量的单位数将如何变化?
【变式6-4】在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度v(单位:m/s)和燃料的质量M(单位:kg)、火箭(除燃料外)的质量m(单位:kg)的函数关系是v=2000ln(1).当燃料质量是火箭质量的百分之几时,火箭的最大速度可达到12km/s?
【课后训练】
全卷共22题 满分:150分 时间:120分钟
一 选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2021·江苏高一专题练习)下列函数是对数函数的是
A. B. C. D.
2.(2021·北京市第四中学顺义分校高一期末)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
3.(2021·河北石家庄·高一期末)已知函数在上的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2021·重庆)设,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
5.(2021秋 河北月考)函数y的大致图象为( )
A. B.
C. D.
6.(2021 榆林一模)已知定义域为R的偶函数f(x)在(﹣∞,0]上是减函数,且2,则不等式f(log4x)>2的解集为( )
A. B.(2,+∞) C. D.
7.(2021 仙游县校级期中)函数f(x)的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
8.(2021 缙云县校级期末)若函数f(x)=loga(x2﹣ax+5),(a>0,a≠1)满足对任意的x1,x2,当x1<x2时f(x1)﹣f(x2)>0,则实数a的取值范围是( )
A.a>1 B.0<a<2 C.0<a<1 D.1<a<2
二 选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.(2021 沙坪坝区校级月考)设a=50.6,b=0.65,c=log0.60.5,d=log50.6,则在a,b,c,d这4个数中( )
A.最大数为a B.最小数为b C.最大数为c D.最小数为d
10.(2021春 浙江期中)已知函数f(x)=|lgx|,则( )
A.f(x)是偶函数 B.f(x)值域为[0,+∞)
C.f(x)在[0,+∞)上递增 D.f(x)有一个零点
11.(2021秋 三元区校级月考)已知logb2021>loga2021>0,则下列结论正确的是( )
A.0.2a<0.2b B. C.lnb﹣b>lna﹣a D.若m>0,则
12.(2021 沭阳县校级月考)如果函数f(x)=loga|x﹣1|在(0,1)上是减函数,那么( )
A.f(x)在(1,+∞)上递增且无最大值 B.f(x)在(1,+∞)递减且无最小值
C.f(x)在定义域内是偶函数 D.f(x)的图象关于直线x=1对称
三 填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(2021·上海高一期中)函数的图象恒过定点,若点在直线上,其中、,则的最小值为____________.
14.(2021 广州月考)已知函数f(x)=|ln(x+1)﹣1|,若a>b且f(a)=f(b),则a+b的取值范围是 .
15.(2021·广东阳江·高一期末)函数的值域为R,则的取值范围是________.
16.(2021秋 裕安区校级月考)已知函数f(x)=loga(2x﹣a)在区间上恒有f(x)>0,则实数a的取值范围为 .
四 解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明 证明过程或演算步骤.
17.(2021秋 邢台月考)设,比校a、b、c的大小,并说明理由.
18.(2021 西湖区校级模拟)已知函数f(x)=log2(x+1)﹣2.
(1)若f(x)>0,求x的取值范围.(2)若x∈(﹣1,3],求f(x)的值域.
19.(2021秋 金台区期中)已知函数f(x)=logax(a>0,且a≠1)在区间上的最大值为2.
(1)求a的值;(2)如果0<a<1,求使f(f(x)﹣2)>0成立的x的取值范围.
20.(2021·上海格致中学高三三模)“弗格指数”是用来衡量地区内居民收益差距的一个经济指标,其中b是该地区的最低保障收入系数,a是该地区收入中位系数,x是该地区收入均值系数,经换算后,a、b、x都是大于1的实数,当时,该地区收入均衡性最为稳定.
(1)指出函数的定义域与单调性(不用证明),并说明其实际意义,经测算,某地区的“弗格指数”为0.89,收入均值系数为3.15,收入中位系数为2.17,则该地区的最低保障收入系数为多少(精确到0.01)?(2)要使该地区收入均衡性最为稳定,求该地区收入均值系数的取值范围(用a、b表示).
21.(2021 莲湖区校级期中)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且x≤0时,f(x)(﹣x+1)
(1)求f(3)+f(﹣1);(2)求函数f(x)的解析式;(3)若f(a﹣1)<﹣1,求实数a的取值范围.
22.(2021秋 潍坊月考)如图,已知过原点O的直线与函数y=log8x的图像交于A,B两点,分别过点A,B作y轴的平行线与函数y=log2x的图像交于C,D两点.(1)证明O,C,D三点在同一条直线上;(2)当BC∥x轴时,求A点的坐标.
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4.4 对数函数
【学习要求】
1.理解对数函数的概念.
2.初步掌握对数函数的图象和性质.
【思维导图】
【知识梳理】
1.对数函数的定义:一般地,我们把函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
【注】(1)由于指数函数y=ax中的底数a满足a>0,且a≠1,则对数函数y=logax中的底数a也必须满足a>0,且a≠1.
(2)对数函数的解析式同时满足:①对数符号前面的系数是1;②对数的底数是不等于1的正实数(常数);③对数的真数仅有自变量x.
2.对数函数的图象和性质
一般地,对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表所示:
a>1 0<a<1
图象
性质 定义域:(0,+∞)
值域:R
图象过定点(1,0),即当x=1时,y=0
在(0,+∞)上是增函数 在(0,+∞)上是减函数
非奇非偶函数
3.反函数:对数函数y=logax(a>0,且a≠1)和指数函数y=ax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
4.对数型复合函数的单调性
复合函数y=f[g(x)]是由y=f(x)与y=g(x)复合而成,若f(x)与g(x)的单调性相同,则其复合函数f[g(x)]为增函数;若f(x)与g(x)的单调性相反,则其复合函数f[g(x)]为减函数.
对于对数型复合函数y=logaf(x)来说,函数y=logaf(x)可看成是y=logau与u=f(x)两个简单函数复合而成的,由复合函数单调性“同增异减”的规律即可判断.另外,在求复合函数的单调区间时,首先要考虑函数的定义域.
5.对数型复合函数的值域
对于形如y=logaf(x)(a>0,且a≠1)的复合函数,其值域的求解步骤如下:
(1)分解成y=logau,u=f(x)两个函数;
(2)解f(x)>0,求出函数的定义域;
(3)求u的取值范围;
(4)利用y=logau的单调性求解.
【高频考点】
高频考点1. 对数函数、对数型函数的定义域
【方法点拨】根据对数函数的定义,结合具体条件,进行求解即可.
【例1】(1)(2021·奉新县第一中学高一月考)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
(2).(2021·江苏)已知函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·山东高一课前预习)若函数的定义域为,则( )
A.1 B.-1 C.2 D.无法确定
【答案】(1)C(2)D(3)B
【解析】(1)对于函数,有,解得.
因此,函数的定义域为.故选:C.
(2)由,得,所以,所以.故选:D.
(3)函数的定义域为,则的解集为,
即,且的根,故.故选:B.
【变式1-1】(2021 重庆期末)函数f(x)=log2(3+2x﹣x2)的定义域为( )
A.[﹣1,3] B.(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞) C.(﹣1,3) D.(﹣1,+∞)∪[3,+∞)
【分析】可看出,要使得f(x)有意义,需满足3+2x﹣x2>0,从而解出x的范围即可.
【解析】解:要使f(x)有意义,则3+2x﹣x2>0,解得﹣1<x<3,
∴f(x)的定义域为(﹣1,3).故选:C.
【变式1-2】(2021 上高县校级月考)已知函数f(x),则f(x)的定义域为( )
A.(﹣∞,1)∪(1,+∞) B.(﹣∞,1)∪[2,+∞)
C.(1,] D.(﹣∞,1)∪(,+∞)
【分析】由题意,得0,再求解对数不等式即可.
【解析】解:由题意,得0,即1,,∴0,得0,
∴x<1或x≥2.∴f(x)的定义域为(﹣∞,1)∪[2,+∞).故选:B.
【变式1-3】(2021·四川自贡·)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由已知得,解得,所以函数的定义域为,故选:D
【变式1-4】(2021·陕西宝鸡市·高一期末)若函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为函数的定义域为,所以,所以,
解得:,所以的定义域为,故选:A.
高频考点2. 对数函数、对数型函数的值域
【方法点拨】求对数函数或对数型函数的值域,主要依据对数函数的单调性,来求得函数值域.
【例2】(1)(2021·浙江高一单元测试)已知,则函数的值域是 。
(2)(2021·上海高一课时练习)函数的值域为_________.
(3).(2021·重庆高一期末)已知函数的值域为,则实数的取值范围是 。
(4)(2021·全国高一课时练习)已知函数的值域为,则实数a的取值范围是
【答案】(1)(2)(3)(4)
【解析】(1)函数在上单调递增所以,即所以函数的值域为
(2)因为,所以,,
因此,,故函数的值域为.答案:.
(3)当时,,则,
所以,函数在区间上的值域包含,
所以,存在,使得,即,
而函数在区间上为增函数,,.
(4)∵函数的值域为,
令,
当时,,不合题意;
当时,,此时,满足题意;
当时,要使函数的值域为,
则函数的值域 包含,
,解得,综上,实数的取值范围是.
【变式2-1】(2021 华容县期末)已知函数f(x)=2x的值域为[﹣1,1],则函数f(x)的定义域是( )
A.[,] B.[﹣1,1] C.[,2] D.(﹣∞,]∪[,+∞)
【分析】由题意可得﹣1≤21,化简可得 x2≤2.再由x>0,求得x得范围,即可得到函数f(x)的定义域.
【解析】解:∵已知函数f(x)=2x的值域为[﹣1,1],∴﹣1≤21,即 2,化简可得 x2≤2.
再由x>0 可得 x,故函数f(x)的定义域为[,],故选:A.
【变式2-2】(2021 雨花区期末)函数y=2+log2x(x≥1)的值域为( )
A.(2,+∞) B.(﹣∞,2) C.[2,+∞) D.[3,+∞)
【分析】根据函数y=2+log2x可知其在[1,+∞)上单调递增,利用函数的单调性求得,当x=1时,y有最小值2,从而求得函数的值域.
【解析】解:∵函数y=2+log2x在[1,+∞)上单调递增,∴当x=1时,y有最小值2,
即函数y=2+log2x(x≥1)的值域为[2,+∞).故选:C.
【变式2-3】(2021·安徽芜湖一中高一月考)已知函数的值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设,,因为函数的值域为,所以要能取到的所有数,
当时,满足条件;当时,,得;当时,不成立.
综上可知,.故选:D
【变式2-4】(2021·河北秦皇岛一中高一期末)已知且,若函数的值域为[1,+∞),则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由函数,
当时,,当时,,若时,
函数单调递减,所以,若时,函数单调递增,所以,
又因为分段函数的值域为[1,+∞),所以,,所以.
所以的取值范围是.故选:D
高频考点3. 对数(型)函数的单调性问题
【方法点拨】1)掌握对数函数的单调性;2)掌握复合函数的单调性判定规则(同增异减)。
【例2】(1)(2021·湖南省邵东市第三中学高一月考)下列函数在其定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
(2)(2021·山东高一课时练习)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·新疆维吾尔自治区阿克苏地区第二中学高一期末)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
(4)(2021·河北高一专题练习)已知函数在区间上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】(1)A(2)C(3)D(4)C
【解析】(1)由幂函数性质知是奇函数,是偶函数,由指数函数性质知不是奇函数也不是偶函数,由绝对值性质和对数函数性质知是偶函数,又是定义域内是增函数.故选:A.
(2)由,
而对数函数在上是减函数,在上是增函数,
所以函数单调递增区间为.故选:C
(3)对于函数,有,解得或,
故函数的定义域为,
内层函数在上单调递减,在上单调递增,外层函数为减函数,
由复合函数的单调性可知,函数的单调递增区间为.故选:D.
(4)函数是由与复合而成,
①当时,因为为减函数,且函数在区间上单调递增,所以在上单调递减,结合的图像可得,解得
②当时,因为为增函数,且函数在区间上单调递增,所以在上单调递增,又因为此时,结合的图像可知此时符合题意综上所述:实数a的取值范围为或.故选:C
【变式2-1】(2021·广东高一单元测试)下列函数在其定义域内为减函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由幂函数的性质,可知A中函数为单调增函数,由一次函数性质可知B中函数为增函数,由对数函数性质可知C中函数为增函数,由指数函数性质,可知D中函数为单调减函数,故选:D.
【变式2-2】(2021·四川眉山市·仁寿一中高一开学考试)函数的单调递减区间为___________.
【答案】
【解析】由得,令,由于函数的对称轴为,开口向上,∴在上递减,在(4,+∞)递增,
又由函数是定义域内的减函数,∴原函数的单调递减区间为(4,+∞).故答案为:
【变式2-3】(2021·云南高一期末)若函数在区间内单调递增,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】由可得,解得,
函数是由和复合而成,
又对称轴为,开口向下,
所以 在上单调递增,在上单调递减,
因为为减函数,所以的单调增区间为,
因为在区间内单调递增,所以,解得,
所以实数的取值范围为,故答案为:.
【变式2-4】(2021·全国高一专题练习)已知函数(,且)在上是减函数,则实数a的取值范围是________.
【答案】
【解析】令,则,因为,所以递减,由题意知在内递增,所以.又在上恒大于0,所以,即.
综上,实数a的取值范围是:.故答案为:.
高频考点4. 对数式的大小比较
【方法点拨】比较对数值的大小,主要依据对数函数的单调性,同底时可直接利用相应的对数函数比较大小;不同底时,可借助中间量进行比较.
【例4】(1)(2021·全国)已知,,,则( )
A. B. C. D.
(2).(2021·广西南宁三中)已知奇函数在上是增函数,若,,,则的大小关系为
A. B. C. D.
【答案】(1)A(2)C
【解析】(1)因为,,,,,,
所以故选: A .
(2)由题意:,且:,
据此:,结合函数的单调性有:,
即.本题选择C选项.
【变式4-1】(2021秋 鼓楼区校级期中)已知,b=log32,,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.a<c<b C.c<a<b D.b<c<a
【分析】利用对数的性质,判断3个数值的大小即可.
【解析】解:0,b=log32∈(0,1),1,所以a<b<c.故选:A.
【变式4-2】(2021·江苏高一开学考试)已知,,,则,,的大小关系为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,,,,故选A.
【变式4-3】(2021·河北沧州市一中高一开学考试)已知,,,则的大小关系为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,,
,故,所以.故选A.
【变式4-4】(2021秋 安徽期中)已知0<a<b<1,设m=blna,n=alnb,,则m,n,p的大小关系为( )
A.m<n<p B.n<m<p C.p<m<n D.p<n<m
【分析】有题意可知lna<lnb<0,所以,1,所以p>0,再用作商法比较m,n的大小即可.
【解析】解:∵0<a<b<1,∴lna<lnb<0,∴,1,∴,即p>0,
又m<0,n<0,∴1,∴m<n<0,∴m<n<p,故选:A.
高频考点5 . 解对数不等式
【方法点拨】对数不等式的三种考查类型:(1)形如m>n的不等式,借助y=x的单调性求解.(2)形如m>b的不等式,应将b化成以a为底数的对数式的形式(b=),再借助y=x的单调性求解.(3)形如 > (f(x),g(x)>0且不等于1,a>0)的不等式,可利用换底公式化为同底的对数进行求解,或利用函数图象求解.
【例5】(1)(2021·全国高一专题练习)不等式log(5+x)(2)(2021·运城市新康国际实验学校高一开学考试)设函数,则使得成立的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】(1){x|-2【解析】(1)不等式满足解得-2(2)定义在上的函数满足,所以为偶函数,
当时,为增函数,
由结合偶函数图象的对称性可知,
两边平方并化简得,解得.
所以不等式的解集为.故选:A
【变式5-1】(2021秋 辽源期末)不等式log3(2x﹣1)≤1的解集为 .
【分析】由0<2x﹣1≤3,即可求得不等式log3(2x﹣1)<1的解集.
【解析】解:∵log3(2x﹣1)≤1,∴0<2x﹣1≤31=3,∴x≤2,
∴不等式log3(2x﹣1)≤1的解集为(,2],故答案为:(,2].
【变式5-2】(2021 思明区校级期中)已知函数f(x)满足f(x﹣1)=lgx,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(﹣∞,1) B.(1,2) C.(﹣∞,0) D.(﹣1,0)
【分析】求出函数f(x)的解析式,然后再求不等式f(x)<0的解集.
【解析】解:令x﹣1=t,∴x=t+1,t+1>0,所以f(t)=lg(t+1),
函数f(x)的解析式为:f(x)=lg(x+1),不等式f(x)<0化为lg(x+1)<0
即:lg(x+1)<0所以不等式的解集为:(﹣1,0)故选:D.
【变式5-3】(2021春 咸宁期末)已知对数函数f(x)的图象过点(4,﹣2),则不等式f(x﹣1)﹣f(x+1)>3的解集 .
【分析】令f(x)=logax,由已知可得函数的解析式,利用对数函数的单调性及定义域,可得答案.
【解析】解:令f(x)=logax,∵函数f(x)的图象过点(4,﹣2),
∴loga4=﹣2,解得:a∴f(x),
不等式f(x﹣1)﹣f(x+1)>3可化为:,
即,解得:x∈,故答案为:.
【变式5-4】(2021·安徽省亳州市第一中学高一月考)已知函数是奇函数,则的解集为_______.
【答案】
【解析】根据题意,函数,则,因为奇函数,则有,解得:,所以,
又当时单调递增,且,根据奇函数的性质可得在上单调递增,因为,所以,解得,即原不等式的解集为;故答案为:
高频考点6. 对数函数的图象及应用
【方法点拨】①对数函数图象的识别:对于所给函数解析式,研究函数的单调性、特殊值等,利用排除法,得出正确的函数图象.
②对数函数图象的应用:对于与对数函数、对数型函数有关的函数的作图问题,一般宜用变换作图法作图,这样有利于从整体上把握函数的性质,从而利用对数函数的图象来比较大小、解不等式、求最值等.
【例6】(2021·广东广州·高一期末)已知函数,,的图象如图所示,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由图,当时,,当时,又幂函数为增函数且上凸,故.故.故选:A
【变式6-1】(2021 石嘴山模拟)如图,①②③④中不属于函数y=log2x,y=log0.5x,y=﹣log3x的一个是( )
A.① B.② C.③ D.④
【分析】直接利用函数的图象和函数的单调性的应用判断结果.
【解析】解:根据函数的图象,函数的底数决定函数的单调性,
当底数a>1时,函数单调递增,当0<a<1时,函数单调递减,
当底数a>1,满足底数越大函数的图象在x>1时,越靠近x轴,
故①对应函数y=log2x的图象,根据对称性,④对应函数y=log0.5x的由图象,
③对应函数y=﹣log3x的图象,②与函数的图象相矛盾,故②错误.故选:B.
【变式6-2】(2021 成都期中)函数y=loga(x+1)(a>0,且a≠1)与函数y=x2﹣2ax+1在同一直角坐标系中的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】由函数y=loga(x+1)与函数y=x2﹣2ax+1的图象特征,结合选项直接得解.
【解析】解:函数y=x2﹣2ax+1的对称轴为x=a,且恒过定点(0,1),观察选项可知,选项C可能符合,若选C,则由图象可知,此时0<a<1,函数y=loga(x+1)单调递减,且恒过定点(0,0),符合题意.故选:C.
【变式6-3】(2021·全国高一专题练习)设幂函数,指数函数,对数函数在同一坐标系中的图象如下图所示,则它们之间的大小关系错误的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A:要判断的是幂函数的图像,根据的图像可以判断,故A正确;
对于B:要判断的是指数函数的图像,作出x=1,看交点,交点高,底数越大,所以,故B正确;
对于C、D:要判断的是对数函数的图像,作出y=1,看交点,交点越靠由,底数越大,所以,故D正确, C错误;
故选:C
【变式6-4】(2021 南山区校级月考)如图,直线x=m(m>1)依次与曲线y=logax、y=logbx及x轴相交于点A、点B及点C,若B是线段AC的中点,则( )
A.1<b≤2a﹣1 B.b>2a﹣1 C.1<b≤2a D.b>2a
【分析】由题意利用对数函数的图象和性质,得出结论.
【解析】解:如图,根据对数函数的图象特征,可得y=logax、y=logbx及都是定义域内的增函数,故a>1,b>1.由于当x>1时,logax>logbx>0,∴b>a>1.
由B是线段AC的中点,得AB=BC,即logam=2logbm,即,
所以logab=2,故b=a2,又a,b∈(1,+∞),
∴b﹣(2a﹣1)=a2﹣2a+1=(a﹣1)2>0,所以b>2a﹣1,故B正确且A错误;
根据b=a2,又a,b∈(1,+∞),可得当1<a≤2时,1<b≤2a,但当a>2时,b>2a,
故C、D不一定正确,故选:B.
高频考点7 . 对数型复合函数性质的应用
【方法点拨】借助对数函数的图象和性质来研究对数型复合函数的性质,再结合具体问题,进行求解即可.
【例7】(2020春 丽江期末)已知函数f(x)=log4(ax2+2x+3).
(1)若f(x)定义域为R,求a的取值范围;(2)若f(1)=1,求f(x)的单调区间;
(3)是否存在实数a,使f(x)的最小值为0?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
【分析】(1)由题意可得,ax2+2x+3>0对任意x∈R恒成立,显然a=0时不合题意,从而必有,由此求得a的取值范围.(2)因为f(1)=1求得a=﹣1,这时f(x)=log4(﹣x2+2x+3).由﹣x2+2x+3>0求得函数定义域为(﹣1,3).令g(x)=﹣x2+2x+3,求得g(x)的单调区间,即可得到f(x)的单调区间.(3)假设存在实数a使f(x)的最小值为0,则h(x)=ax2+2x+3应有最小值1,根据,解得a的值,从而得出结论.
【解析】解:(1)因为f(x)的定义域为R,所以ax2+2x+3>0对任意x∈R恒成立,
显然a=0时不合题意,从而必有,解得a,即a的取值范围是(,+∞).
(2)因为f(1)=1,所以log4(a+5)=1,因此a+5=4,a=﹣1,这时f(x)=log4(﹣x2+2x+3).
由﹣x2+2x+3>0得﹣1<x<3,即函数定义域为(﹣1,3).令g(x)=﹣x2+2x+3.
则g(x)在(﹣1,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减,又y=log4x在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)的单调递增区间是(﹣1,1),单调递减区间是(1,3).
(3)假设存在实数a使f(x)的最小值为0,则h(x)=ax2+2x+3应有最小值1,
因此应有,解得a.故存在实数a,使f(x)的最小值为0.
【变式7-1】(2021.广东高一月考)已知函数.
(1)当时,求;(2)求解关于的不等式;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)当时,的解集为,当时;(3).
【解析】(1)当时,
(2)由得:
或
当时,解不等式可得:或
当时,解不等式可得:或
综上所述:当时,的解集为;
当时,的解集为
(3)由得:
或
①当时,,
或,解得:
②当时,,
或,解得:
综上所述:的取值范围为
【变式7-2】(2021.山东高一期中)已知函数f(x)=lg(ax﹣bx),a>1>b>0(1)求f(x)的定义域;(2)在函数f(x)的图象上是否存在不同的两点,使过这两点的直线平行于x轴;
(3)当a,b满足什么条件时,f(x)在(1,+∞)上恒取正值.
【答案】(1)(0,+∞)(2)见解析(3)a﹣b≥1
【解析】(1)由ax﹣bx>0得,由于所以x>0,即f(x)的定义域(0,+∞)
(2)任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2 ;
f(x1)﹣f(x2)
∵a>1>b>0,∴y=ax在R上为增函数,y=bx在R上为减函数,
∴∴,即
又∵y=lgx在(0,+∞)上为增函数,∴f(x1)<f(x2)∴f(x)在(0,+∞)上为增函数.
所以任取x1≠x2则必有y1≠y2故函数f(x)的图象L不存在不同的两点使过两点的直线平行于x轴.
(3)因为f(x)是增函数,所以当x∈(1,+∞)时,f(x)>f(1),
这样只需f(1)=lg(a﹣b)≥0,即当a﹣b≥1时,f(x)在(1,+∞)上恒取正值.
【变式7-3】(2020秋 玉林期中)函数y=lg(3﹣4x+x2)的定义域为M,函数f(x)=4x﹣2x+1(x∈M).
(1)求函数f(x)的值域;(2)当x∈M时,关于x方程4x﹣2x+1=b(b∈R)有两不等实数根,求b的取值范围.
【分析】(1)由.3﹣4x+x2>0,求得x的范围可得 M={x>3或x<1};令2x=t,则t>8 或0<t<2,故f(x)=g(t)=(t﹣1)2﹣1≥﹣1,可得函数f(x)的值域.
(2)由题意可得函数y=t2﹣2t 的图象和直线y=b有2个交点,数形结合可得b的范围.
【解析】解:(1)∵由.3﹣4x+x2>0,解得x>3,或x<1,∴M={x>3或x<1}.
∵f(x)=4x﹣2x+1,令2x=t,则t>8 或0<t<2.则f(x)=g(t)=t2﹣2t=(t﹣1)2﹣1,
当t>8时,g(t)=(t﹣1)2﹣1>48;当0<t<2时,g(t)=(t﹣1)2﹣1∈[﹣1,0).
所以值域为[﹣1,0)∪(48,+∞).
(2).∵4x﹣2x+1=b(b∈R)有两不等实数根,∴函数y=t2﹣2t 的图象和直线y=b有2个交点,
数形结合可得,﹣1<b<0,即b的范围(﹣1,0).
【变式7-4】(2021秋 慈利县期中)已知函数f(x)=loga(1+ax)(a>0,a≠1).
(1)设g(x)=f(x)﹣log2(1﹣2x),当a=2时,求函数g(x)的定义域,判断并证明函数g(x)的奇偶性;(2)是否存在实数a,使函数f(x)在[﹣4,﹣2]上单调递减,且最小值为1?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
【分析】本题第(1)题根据函数的定义域及奇偶性的定义法判断;第(2)题根据复合函数的单调性及最值的取值进行比较即可判断得出结论.
【解析】解:(1)当a=2时,
g(x)=f(x)﹣log2(1﹣2x)=log2(1+2x))﹣log2(1﹣2x)=log2.
∵,解得x.∴函数g(x)的定义域为{x|x}.
∵函数g(x)的定义域关于原点对称,
g(﹣x)=log2log2log2log2g(x).∴g(x)为奇函数.
(2)设t=1+ax,∵a>0,∴定义域为{x|x},而t=1+ax在定义域上单调递增.
∵复合函数f(x)在[﹣4,﹣2]上单调递减,
∴只有0<a<1时,y=logat单调递减,满足复合函数f(x)单调递减,
此时必须满足4,即0<a.
f(x)min=f(﹣2)=loga(1﹣2a)=1=logaa,即1﹣2a=a,解得a,而0<a.故a不存在.
高频考点8 . 对数函数的实际应用
【方法点拨】从实际问题出发,建立对数(型)函数模型,借助对数函数的图象和性质进行解题,注意要满足实际条件.
【例8】(2021秋 仁寿县校级期中)20世纪30年代,里克特(C.F.Richter)制定了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大.这就是我们常说的里氏震级M,其计算公式为:M=lgA﹣lgA0,其中,A是被测地震的最大振幅,A0是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中的距离造成的偏差).(1)假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是20,此时标准地震的振幅是0.001,计算这次地震的震级(精确到0.1);(2)5级地震给人的震感已比较明显,计算8级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的多少倍?
(以下数据供参考:lg2≈0.3010,lg3≈0.4770)
【分析】(1)根据题目的条件,将数据代入M=lgA﹣lgA0,利用对数的运算性质进行求解即可;
(2)先根据M=lgA﹣lgA0求得地震最大振幅关于M的函数,将震级代入分别求出最大振幅,最后求出两次地震的最大振幅之比即可.
【解析】解:(1)lg20000=lg2+lg104≈4.3
因此,这次地震的震级为里氏4.3级.
(2)由M=lgA﹣lgA0可得,即,A=A0 10M.
当M=8时,地震的最大振幅为A1=A0 108;当M=5时,地震的最大振幅为A2=A0 105;
所以,两次地震的最大振幅之比是:
答:8级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的1000倍.
【变式6-1】(2021·重庆高三模拟)我国航天技术的迅猛发展与先进的运载火箭技术密不可分.据了解,在不考虑空气阻力和地球引力的理想状态下,可以用公式计算火箭的最大速度(),其中()是喷流相对速度,()是火箭(除推进剂外)的质量,()是推进剂与火箭质量的总和,称为“总质比”.已知甲型火箭的总质比为400,经过材料更新和技术改进后,甲型火箭的总质比变为原来的,喷流相对速度提高了,最大速度增加了900(),则甲型火箭在材料更新和技术改进前的喷流相对速度为( )(参考数据:,)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意列出改进前的等式等量关系式,改进后的等是等量关系式,联立即可解出.
【详解】解:设改进前的速度为,则,
,故选:.
【变式6-2】(2021·福建南平市·高三二模)克劳德·香农是美国数学家、信息论的创始人,他创造的香农定理对通信技术有巨大的贡献.技术的数学原理之一便是著名的香农公式:.它表示:在受噪声干挠的信道中,最大信息传递速率取决于信道带宽、信道内信号的平均功率、信道内部的高斯噪声功率的大小,其中叫做信噪比.按照香农公式,若不改变带宽,而将信噪比从1000提升至4000,则大约增加( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意设,,然后利用对数的性质计算即可得答案
【详解】设,,则,
又,,故选:B.
【变式6-3】(2021 杭州期中)大西洋鲑鱼每年都要逆流而上,游回产地产卵.经研究发现鲑鱼的游速可以表示为函数,单位是m/s,其中O表示鱼的耗氧量的单位数.
(1)当一条鱼的耗氧量是900个单位时,它的游速是多少?
(2)某条鱼想把游速提高1m/s,那么它的耗氧量的单位数将如何变化?
【分析】(1)将O=900代入,直接求得结果.
(2)由v2﹣v1=1得,即耗氧量变为原来的九倍.
【解析】解:(1)当O=900时,lm/s
(2)由v2﹣v1=1得,所以耗氧量增大为原来的9倍
【变式6-4】在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度v(单位:m/s)和燃料的质量M(单位:kg)、火箭(除燃料外)的质量m(单位:kg)的函数关系是v=2000ln(1).当燃料质量是火箭质量的百分之几时,火箭的最大速度可达到12km/s?
【分析】火箭的最大速度可达到12km/s,即v=12000,代入题中函数关系式,再将所得对数式化为指数式,化简整理可得的值.
【解析】解:∵v=2000ln(1),∴令v=12000得,2000ln(1)=12000,
∴ln(1)=6,∴1e6,解得:e6﹣1,
故当e6﹣1时,火箭的最大速度可达到12km/s.
【课后训练】
全卷共22题 满分:150分 时间:120分钟
一 选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2021·江苏高一专题练习)下列函数是对数函数的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由对数函数定义可以,本题选C.
2.(2021·北京市第四中学顺义分校高一期末)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以或,所以函数的定义域为:,故选:C.
3.(2021·河北石家庄·高一期末)已知函数在上的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数的图象,如图所示:
因为函数在上的值域为,由图象可得,
而在上单调递增,故的取值范围是.故选;C
4.(2021·重庆)设,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为为减函数,所以,
因为在单调递减,所以,
因为在单调递增,,
即,,,所以,故选:C.
5.(2021秋 河北月考)函数y的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【分析】由x时,y<0,排除B,D,再取x时,y>0,故排除C,即可得到答案.
【解析】解:∵由题意可得,解得定义域{x|x>﹣1且x≠0},
当x时,y,∴排除B,D;
当x时,y,故排除C,故选:A.
6.(2021 榆林一模)已知定义域为R的偶函数f(x)在(﹣∞,0]上是减函数,且2,则不等式f(log4x)>2的解集为( )
A. B.(2,+∞) C. D.
【分析】由题意知不等式即f(log4x),即 log4x,或 log4x,利用对数函数的定义域和单调性求出不等式的解集.
【解析】解:由题意知 不等式f(log4x)>2,即 f(log4x),又偶函数f(x)在(﹣∞,0]上是减函数,∴f(x)在[0,+∞)上是增函数,∴log4xlog42,或 log4x,
∴0<x,或 x>2,故选:A.
7.(2021 仙游县校级期中)函数f(x)的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【分析】先根据对数函数的真数大于零求定义域,再把复合函数分成二次函数和对数函数,分别在定义域内判断两个基本初等函数的单调性,再由“同增异减”求原函数的递增区间
【解析】解:要使函数有意义,则6+x﹣2x2>0,解得x<2,故函数的定义域是(,2)
令t=﹣2x2+x﹣6则函数t在(,)上递增,在[,2)上递减,
又因函数y在定义域上单调递减,
故由复合函数的单调性知y(6+x﹣2x2)的单调递增区间是[,2).故选:B.
8.(2021 缙云县校级期末)若函数f(x)=loga(x2﹣ax+5),(a>0,a≠1)满足对任意的x1,x2,当x1<x2时f(x1)﹣f(x2)>0,则实数a的取值范围是( )
A.a>1 B.0<a<2 C.0<a<1 D.1<a<2
【分析】对任意的x1,x2,当x1<x2时f(x1)﹣f(x2)>0,转化成函数f(x)在(﹣∞,]上单调递减,然后根据符合函数的单调性的性质建立关系式,解之即可求出所求.
【解析】解:对任意的x1,x2,当x1<x2时f(x1)﹣f(x2)>0,实质上就是“函数单调递减”的“伪装”,同时还隐含了“f(x)有意义”.事实上由于g(x)=x2﹣ax+5在x时递减,
从而,由此得a的取值范围为(1,2),故选:D.
二 选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.(2021 沙坪坝区校级月考)设a=50.6,b=0.65,c=log0.60.5,d=log50.6,则在a,b,c,d这4个数中( )
A.最大数为a B.最小数为b C.最大数为c D.最小数为d
【分析】利用指数函数、对数函数的单调性直接求解.
【解析】解:∵a=50.6>50.5>40.5=2,0<b=0.65<0.60=1,
1=log0.60.6<c=log0.60.5<log0.60.36=2,d=log50.6<log51=0,
∴在a,b,c,d这4个数中最大的为a,最小的为d.故选:AD.
10.(2021春 浙江期中)已知函数f(x)=|lgx|,则( )
A.f(x)是偶函数 B.f(x)值域为[0,+∞)
C.f(x)在[0,+∞)上递增 D.f(x)有一个零点
【分析】可画出函数f(x)的图象,然后根据图象即可判断每个选项的正误.
【解析】解:可画出f(x)=|lgx|的图象如下图所示:
根据图象可看出f(x)的值域为[0,+∞),f(x)有一个零点.故选:BD.
11.(2021秋 三元区校级月考)已知logb2021>loga2021>0,则下列结论正确的是( )
A.0.2a<0.2b B. C.lnb﹣b>lna﹣a D.若m>0,则
【分析】推导出a>b>1,从而0.2a<0.2b,,;设y=lnx﹣x,x>1,则y′0,从而y=lnx﹣x,x>1是减函数,进而lnb﹣b>lna﹣a;再利用作差数判断D.
【解析】解:∵logb2021>loga2021>0,∴,
∴log2021a>log2021b>0,∴a>b>1,对于A,∵a>b>1,∴0.2a<0.2b,故A正确;
对于B,∵a>b>1,∴,,故B错误;
对于C,设y=lnx﹣x,x>1,则y′0,∴y=lnx﹣x,x>1是减函数,
∵a>b>1,∴lnb﹣b>lna﹣a,故C正确;对于D,∵a>b>1,m>0,
∴0,∴若m>0,则,故D错误.故选:AC.
12.(2021 沭阳县校级月考)如果函数f(x)=loga|x﹣1|在(0,1)上是减函数,那么( )
A.f(x)在(1,+∞)上递增且无最大值 B.f(x)在(1,+∞)递减且无最小值
C.f(x)在定义域内是偶函数 D.f(x)的图象关于直线x=1对称
【分析】利用复合函数的单调性确定a的取值范围,然后再利用复合函数的单调性判断选项A,B即可,利用定义域即可判断选项C,由f(2﹣x)=f(x),即可判断选项D.
【解析】解:因为函数f(x)=loga|x﹣1|在(0,1)上是减函数,
所以f(x)=loga(1﹣x)在(0,1)上为减函数,而y=1﹣x是减函数,故a>1,
所以当x>1时,f(x)=loga(x﹣1),y=x﹣1是增函数,而a>1,
则f(x)在(1,+∞)上递增且无最大值,故选项A正确,选项B错误;
函数f(x)=loga|x﹣1|的定义域为(﹣∞,1)∪(1,+∞),不关于原点对称,
所以f(x)为非奇非偶函数,故选项C错误;因为f(2﹣x)=loga|2﹣x﹣1|=loga|x﹣1|=f(x),
所以f(x)的图象关于直线x=1对称,故选项D正确.故选:AD.
三 填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(2021·上海高一期中)函数的图象恒过定点,若点在直线上,其中、,则的最小值为____________.
【答案】
【解析】对于函数,令,可得,则,
故函数的图象恒过定点,
因为点在直线上,则,可得,
因为、,所以,,
当且仅当时,等号成立,故的最小值为.故答案为:.
14.(2021 广州月考)已知函数f(x)=|ln(x+1)﹣1|,若a>b且f(a)=f(b),则a+b的取值范围是 .
【分析】利用f(a)=f(b)得出a,b满足关系式(a+1)(b+1)=e ,代入a+b=(a+1)+(b+1)﹣2,消去b,构造函数求解.
【解析】解:因为,
所以﹣1<b<e﹣1<a,且﹣ln(b+1)+1=ln(a+1)﹣1,整理得(a+1)(b+1)=e .
所以a+b=(a+1)+(b+1)﹣2=(a+1)2,
设g(t)=t,则g(t)在(e,+∞)上单调递增,
所以g(t)>g(e)=2e﹣2.故答案为:(2e﹣2,+∞)
15.(2021·广东阳江·高一期末)函数的值域为R,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】∵函数的值域为R,能够取到大于的所有数,
则,解得:或,
∴实数的取值范围是.故答案为:.
16.(2021秋 裕安区校级月考)已知函数f(x)=loga(2x﹣a)在区间上恒有f(x)>0,则实数a的取值范围为 .
【分析】由题意利用对数函数的单调性和特殊点,函数的恒成立问题,求得实数a的取值范围.
【解析】解:函数f(x)=loga(2x﹣a)在区间上恒有f(x)>0,
即当a>1时,2x﹣a>1,或当0<a<1时,0<2x﹣a<1.
∴①,或②.由①求得 a∈ ,由②求得 a.
综合可得实数a的取值范围为(,),故答案为:(,).
四 解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明 证明过程或演算步骤.
17.(2021秋 邢台月考)设,比校a、b、c的大小,并说明理由.
【分析】由对数的运算性质可得b>a>0,进一步分析c<0得答案.
【解析】解:log2(log48),b=log2(log23)=log2(log49),∴b>a>0,
又∵0<log32<1,∴c=log3(log32)<0.∴b>a>c.
18.(2021 西湖区校级模拟)已知函数f(x)=log2(x+1)﹣2.
(1)若f(x)>0,求x的取值范围.(2)若x∈(﹣1,3],求f(x)的值域.
【分析】(1)通过f(x)>0,列出不等式即可求x的取值范围.
(2)x∈(﹣1,3],求出x+1的范围,利用对数函数的单调性求解求f(x)的值域.
【解析】解:(1)函数f(x)=log2(x+1)﹣2,
∵f(x)>0,即log2(x+1)﹣2>0,∴log2(x+1)>2,∴x>3.
(2)∵x∈(﹣1,3],∴x+1∈(0,4],∴log2(x+1)∈(﹣∞,2],
∴log2(x+1)﹣2∈(﹣∞,0].所以f(x)的值域为(﹣∞,0].
19.(2021秋 金台区期中)已知函数f(x)=logax(a>0,且a≠1)在区间上的最大值为2.
(1)求a的值;(2)如果0<a<1,求使f(f(x)﹣2)>0成立的x的取值范围.
【分析】(1)分类讨论a的范围,利用对数函数的单调性求出函数的最大值,从而得到a的值.
(2)由题意利用对数函数的单调性可得0<f(x)﹣2<1,即2<logax<3,由此求得a 的范围.
【解析】解:(1)∵函数f(x)=logax(a>0,且a≠1)在区间上是单调函数,
当a>1时,函数为增函数,最大值为loga3=2,故a.
当0<a<1时,函数为减函数,最大值为2,故a.综上可得,a或.
(2)∵0<a<1,不等式f(f(x)﹣2)>0,即loga[f(x)﹣2]>0,
∴0<f(x)﹣2<1,即2<f(x)<3,即2<logax<3,解得a3<x<a2,故x的范围为(a3,a2).
20.(2021·上海格致中学高三三模)“弗格指数”是用来衡量地区内居民收益差距的一个经济指标,其中b是该地区的最低保障收入系数,a是该地区收入中位系数,x是该地区收入均值系数,经换算后,a、b、x都是大于1的实数,当时,该地区收入均衡性最为稳定.
(1)指出函数的定义域与单调性(不用证明),并说明其实际意义,经测算,某地区的“弗格指数”为0.89,收入均值系数为3.15,收入中位系数为2.17,则该地区的最低保障收入系数为多少(精确到0.01)?
(2)要使该地区收入均衡性最为稳定,求该地区收入均值系数的取值范围(用a、b表示).
【答案】(1)定义域为,在上 单调递减,实际意义见解析,1.04;(2).
【分析】(1)由及且可得函数的定义域;由复合函数的单调性可得函数的单调性;将,,代入函数,用计算器可求得;
(2)解不等式可得结果.
【详解】(1)要使函数有意义,则,又且,解得,
所以,函数的定义域为;令,则.
因为,所以当时,函数单调递减;
又,所以在上单调递增,故在定义域上是减函数.
其实际意义是:当该地区收入均值系数大于该地区的最低保障收入系数时,收入均值系数越大,弗格指数越小. 将,,代入函数得,
所以,用计算器可解得.
(2)要使该地区收入均衡性最为稳定,则,即,
又,所以,即,
又,,所以,解得,
即该地区收入均值系数的取值范围是.
【点睛】第(2)问的关键点是解不等式.
21.(2021 莲湖区校级期中)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且x≤0时,f(x)(﹣x+1)
(1)求f(3)+f(﹣1);(2)求函数f(x)的解析式;(3)若f(a﹣1)<﹣1,求实数a的取值范围.
【分析】(1)利用函数奇偶性的性质即可求f(3)+f(﹣1)
(2)根据函数奇偶性的性质即可求函数f(x)的解析式;
(3)若f(a﹣1)<﹣1,将不等式进行转化即可求实数a的取值范围.
【解析】解:(I)∵f(x)是定义在R上的偶函数,x≤0时,f(x)(﹣x+1),
∴f(3)+f(﹣1)=f(﹣3)+f(﹣1)42=﹣2﹣1=﹣3;
(II)令x>0,则﹣x<0,f(﹣x)(x+1)=f(x)∴x>0时,f(x)(x+1),
则f(x).
(Ⅲ)∵f(x)(﹣x+1)在(﹣∞,0]上为增函数,∴f(x)在(0,+∞)上为减函数
∵f(a﹣1)<﹣1=f(1)∴|a﹣1|>1,∴a>2或a<0
22.(2021秋 潍坊月考)如图,已知过原点O的直线与函数y=log8x的图像交于A,B两点,分别过点A,B作y轴的平行线与函数y=log2x的图像交于C,D两点.(1)证明O,C,D三点在同一条直线上;(2)当BC∥x轴时,求A点的坐标.
【分析】(1)设A(x1,log8x1),B(x2,log8x2),由题意可知C(x1,log2x1),D(x2,log2x2),由题意可知kOA=kOB,即,利用对数的运算性质化简可得kOC=kOD,即点O,C,D三点在同一条直线上.
(2))由BC∥x轴可得,代入可得0,结合x1>0求出x1的值,得到A点的坐标.
【解析】证明:(1)设A(x1,log8x1),B(x2,log8x2),
由题意可知C(x1,log2x1),D(x2,log2x2),
∵A,B在过点O的直线上,∴kOA=kOB,∴,∴,
∴,即kOC=kOD,∴点O,C,D三点在同一条直线上.
解:(2)∵BC∥x轴,∴log2x1=log8x2,即3log2x1=log2x2,∴,
由(1)知,∴3x1log2x1∴0,
∵x1>0,∴log2x1=0或∴x1=1 或,
当x1=1 时,A,B两点重合,不符合题意,舍去,∴A点的坐标为(,)
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